智慧阀门，创造输配节能新价值

随着流体工业数智化、网络化的深入推进，行业融合应用的纵深拓展，传统的流体控制手段不足以满足日渐严苛的行业发展需求，作为流体输配系统的重要控制部件，“阀门”成为有关产业在高质量发展建设中的重要关注部分。

自2004年发布的第一代智慧阀门产品起，哲达科技实现了阀门智能传感、智能控制与智能物联的等多种功能应用，产品历经十数年的应用迭代与持续升级，有力推动了流体工业输配系统的高能效、数智化发展。

日前，公司最新推出第五代智慧阀门，创新集成实现产品的“高效输配数字化”、“水力平衡智能化”、“泵阀节能一体化”和“能源管控数智化”等价值应用，今天小编就跟大家介绍下这款智慧流体节能产品~~

高效输配数字化

智慧阀门产品嵌入部分传感器，通过虚拟测量与高级算法的应用，能够实现管网多参数智能感知，包括阀位、压力、压差、温度、温差、流量、能量等流动参数的智能测量。在标准使用工况下，流量测量精度达到2%以内，可有效满足高标准、多层次的用户管理需求。

图1 管网测量参数

智慧阀门产品内嵌的智能控制器，通过对管网各项状态参数、阀门工作参数(调节阀位、平衡阀位)、阀门工作状态的实时检测，进行运算和分析，并将这些数据集中上传至智慧流体云平台，使管理人员能实时掌握系统输配管网的运行状态，确保输配系统管网的高效输配数字化。

图2 ZETA智慧流体云平台

水力平衡智能化

暖通空调系统中，水力不平衡是近40年来一直难以彻底解决的“老大难”问题。水力不平衡导致系统流量分配不合理，热量不合理，不仅会带来能耗的大幅增加，更会埋下严重的系统安全隐患。暖通空调系统变流量时，应用智慧阀门的输配管网能够轻松实现动态水力平衡。即：系统各个末端的流量发生变化时，应用智慧阀门压力无关型的动态平衡控制，不会引起其他支路或相近末端过流或欠流，避免了动态热力与动态水力的失调问题，可保证每个末端的最佳流量或者合理能量需求，维持用户的舒适性。

智慧阀门可以将实时采集到的温度、温差、流量、压力和压差信息，通过内嵌的管网智能平衡控制算法，与各支路设定的最佳运行流量进行比较，自动计算出各智慧阀门在当前工况下的开度，再通过改变各支路管网阻尼实现按需分配和智能平衡，解决动态水力失调和热力失调问题，实现“水力平衡智能化”。

与传统管网水力平衡控制方案相比较（传统管网水力平衡控制方案、智慧阀门管网水力平衡控制方案如图3所示），智慧阀门的智能化水力平衡方案通过产品的管网水力平衡功能，可进一步降低输配系统管网阻力，同步降低水泵运行所需要提供的扬程，在满负荷工况的条件下即可节能35%，同时可实现管网流体参数动态可视化监控，对加强水力平衡、热力平衡、能源分配一体化控制具有重大意义，提高系统能效10~30%、保障管网安全运行。

图3 满足末端用户需求时不同平衡方案

图4 基于智慧阀门的管网水力平衡控制系统

泵阀节能一体化

在保证管网动态平衡控制和末端需求的前提下，通过智慧阀门与水泵转速调节耦合联动，可同时降低水泵流量、扬程，最大程度发挥变频技术的节能潜力。

泵阀一体智能控制策略，主要通过2个步骤实现：

STEP1：动态寻找不同支路上最大开度的智慧阀门，定义该支路为最不利环路。（实现步骤如图5所示） 

STEP2：根据最不利环路所需的扬程和其管网所需的流量进行水泵的最小阻力变频控制，实现输配管网系统的节能。（实现步骤如图5所示）

STEP1:动态寻找系统最不利环路

STEP2:泵阀一体策略（最小变扬程策略）

图5 泵阀一体变频策略

众所周知，暖通空调系统大部分时间均处于部分负荷工况。

例如：正常情况下，暖通空调系统运行所需用流量为96 m³/h，水泵扬程为75kPa。关闭一个末端设备（灰色表示），系统需用流量变为64m³/h，此时可以对水泵进行降频运行，以节约水泵输配能耗。

运用传统变频方案（定压变频或定扬程变频方式）时，系统流量变化，但水泵扬程保持不变。如下图所示：水泵流量由96 m³/h下降至64m³/h时，水泵扬程仍为75kPa，此时水泵输配能耗的最大节能空间仅为25%（定压变频时，水泵效率会降低8%左右）。

图6 变频方案对比

应用智慧阀门，在满足末端设备流量需求不变的情况下，水泵流量变为64 m³/h的同时，水泵扬程将从56kPa变为45kPa，此时水泵输配能耗的节能空间能够达到46%。

能源管控数智化

在传统的能源管理系统中，统计区域热量或冷量的消耗量时，需在管道上加装能量表，或高精度流量计、传感器，并结合PLC等控制系统才能测量或计算出该区域的冷量或热量，此种方法安装部署繁琐且实现成本较高。

智慧阀门产品自身具备流量测量、温度测量以及积分等功能，可直接测量计算出管道内的热量或冷量，并通过自带的通讯协议将数据传输至能源管理系统，在保证精度与系统可靠性、降低成本的同时，有效提升能源管控的数智化水平。

图7 能源管理系统应用

此外，在智慧阀门的使用过程中，当所控设备的温差下降至设定值之下，将触发最小温差/能量限制程序，阻止温差进一步下降，避免大流量小温差现象的发生，进一步节省能源费用，有效实现系统的智能化管控。

图8 最小温差/能量限制

作为哲达科技具有自主知识产权的智慧流体节能产品，智慧阀门已累积了多项专利，并先后获得“国家重点新产品”、“国家重点节能技术推广目录”、“中国专利优秀奖”、“浙江省优秀工业新产品新技术一等奖”等多项重大荣誉。近年来在低碳智慧城市与绿色智能工厂等领域取得了广泛应用，其中建筑节能方面应用包括广州地铁、深圳地铁、武广高铁、京沪高铁、浙江省儿童医院、沈阳创新天地、重庆江北机场等等，为实现流体输配系统节能与安康一体化管控提供了重要智慧支持。